Ямкоголовые змеи (кроталиды) водятся в Америке (Северной и Южной) и в Азии. Они похожи на гадюк, которых некоторые зоологи объединяют в одно с ними семейство.
Более двухсот лет ученые решают заданную природой головоломку, пытаясь установить, какую роль в жизни змей играют эти ямки. Какие только не делались предположения!
Думали, что это органы обоняния, осязания, усилители слуха, железы, выделяющие смазку для роговицы глаз, улавливатели тонких колебаний воздуха (вроде боковой линии рыб) и, наконец, даже воздухонагнетатели, доставляющие в ротовую полость необходимый будто бы для образования яда кислород.
Проведенные анатомами несколько десятилетий назад тщательные исследования показали, что лицевые ямки гремучих змей не связаны ни с ушами, ни с глазами, ни с какими-либо другими известными органами. Они представляют собой углубления в верхней челюсти. Каждая ямка на некоторой глубине от входного отверстия разделена поперечной перегородкой (мембраной) на две камеры — внутреннюю и наружную. Наружная камера лежит впереди и широким воронкообразным отверстием открывается наружу, между глазом и ноздрей. Задняя (внутренняя) камера совершенно замкнута. Лишь позднее удалось заметить, что она сообщается с внешней средой узким и длинным каналом, который открывается на поверхности головы около переднего угла глаза почти микроскопической порой. Однако размеры поры, когда это необходимо, могут, по-видимому, значительно увеличиваться: отверстие снабжено кольцевой замыкающей мускулатурой.
Перегородка (мембрана), разделяющая обе камеры, очень тонка (толщина около 0,025 миллиметра). Густые переплетения нервных окончаний пронизывают ее во всех направлениях.
Бесспорно, лицевые ямки представляют собой органы каких-то чувств. Но каких?
В 1937 году два американских ученых опубликовали большую работу, в которой сообщали о результатах своих многолетних опытов. Им удалось доказать, утверждали авторы, что лицевые ямки представляют собой… термолокаторы! Они улавливают тепловые лучи и определяют по их направлению местонахождение нагретого тела, испускающего эти лучи.
Ученые экспериментировали с гремучими змеями, искусственно лишенными всех известных науке органов чувств. К змеям подносили обернутые черной бумагой электрические лампочки. Пока лампы были холодные, змеи не обращали на них никакого внимания. Но вот лампочка нагрелась — змея это сразу почувствовала. Подняла голову, насторожилась. Лампочку еще приблизили. Змея сделала молниеносный бросок и укусила теплую «жертву». Не видела ее, но укусила точно, без промаха.
Экспериментаторы установили, что ямкоголовые змеи обнаруживают нагретые предметы, температура которых хотя бы только на 0,2 градуса Цельсия выше температуры окружающего воздуха.
В холодной комнате термолокаторы работают точнее. Они приспособлены, очевидно, для ночной охоты. С их помощью змея разыскивает мелких теплокровных зверьков и птиц.
Термолокаторы змей действуют, по-видимому, по принципу своеобразного термоэлемента.
Тончайшая мембрана, разделяющая две камеры лицевой ямки, подвергается с разных сторон воздействию двух разных температур. Внутренняя камера сообщается с внешней средой узким каналом, входное отверстие которого открывается в противоположную сторону от рабочего поля локатора. Поэтому во внутренней камере сохраняется температура окружающего воздуха. (Индикатор нейтрального уровня!) Наружная же камера широким отверстием — теплоулавливателем направляется в сторону исследуемого пространства. Тепловые лучи, которые испускает всякое живое тело, нагревают переднюю стенку мембраны. По разности температур на внутренней и наружной поверхностях мембраны, одновременно воспринимаемых нервами, в мозгу и возникает ощущение излучающей тепловую энергию добычи.
Органы термолокации обнаружены и у питонов, в виде небольших ямок на губах. Маленькие ямки, расположенные над ноздрями у африканской, персидской и некоторых других видов гадюк, служат, очевидно, для той же цели.
У африканских гадюк рода битис и некоторых других в верхней половине каждой ноздри обнаружили некий кожистый карман, который, возможно, функционирует как термолокатор. Но у многих гадюк следов подобных органов пока не найдено. Однако даже неподвижную (но живую!) мышь в полной темноте находят они, почувствовав ее присутствие уже на расстоянии, очевидно, как-то улавливая инфракрасные (то есть тепловые) лучи, хоть в малой дозе, но излучаемые в пространство крохотным тельцем грызуна. Здесь нас еще ждут интересные открытия.
Почти над всей тундрой и над всеми островами и морями, которые севернее ее, в декабре-январе — полная полярная ночь.
Месяцами не видно солнца. Над заснеженной равниной, над белыми холмами, над глыбами полярных льдов безграничным кажется царство полярной ночи. Ведь одна лишь тундра раскинулась на двадцатой части всей земной поверхности. А льды Арктики? Антарктида? Там, вокруг Южного полюса, тоже темнота полярной ночи, но в иное время — в июне — июле. Чем дальше от полюсов (в направлении экватора), тем раньше появится солнце над горизонтом в конце полярной ночи: сначала невысоко выкатится над южным краем земли и скроется вновь, так что утренние и вечерние зори, соединенные пространством и временем, и не различимы.
Но сейчас еще декабрь — январь, и мы в тундре. Темна полярная ночь, но не черна (как ночь тропическая!). Открытые просторы и белизна снега, свет ярких звезд, отраженный этой белизной, многокрасочные сполохи полярного сияния — «в такие ночи настолько светло, что мы могли охотиться, и в результате немало белых куропаток попало к нам в суп» (Нико Тинберген).
Это, разумеется, если небо ясное и луна озаряет заснеженную землю. Луна в полярные ночи всегда полная и циркулирует по небу, не уходя за горизонт, куда надолго скрылось солнце.
Куропатки, на которых охотился Нико Тинберген, — немногие из птиц, остающиеся на зиму в тундре. Ночью, как тетерева и рябчики, ночуют они в снегу, да и день почти весь копошатся там же, добираясь под сугробами до ягод водяники, морошки и побегов карликовых ив и берез.
К зиме тундряные куропатки побелели (летом они рыже-серые). Только в хвосте черные перья, а у самцов — черные полосы между глазом и клювом. У белых куропаток (другой вид, но они тоже водятся в тундре) этих черных «мазков» на голове нет. В остальном эти белоснежные зимой птицы и видом и повадками похожи. Оперение на лапах у них обильно густое до самых когтей. Птица ходит по рыхлому снегу, как на канадских лыжах, не проваливается.
Маскируясь под снег, белеют осенью многие из немногих зимних обитателей тундры: куропатки, зайцы, песцы, горностаи, ласки, копытные лемминги…
Лемминги… Их называют «самыми нужными существами» тундры. Они нужны здесь всем! Много леммингов — много песцов, горностаев. Самки песцовые тогда выводят по дюжине и больше детей. Белесые шкурой полярные волки и даже белые медведи в ту благополучную для них пору не голодают.
Мало леммингов — у песцов ни брачного веселья, ни игр, и многие не выводят щенят. И бывает, что родившихся, слепых и беспомощных, голодная мать бросает и уходит в безбрежную неопределенность.
…Северный олень, оставшийся по какой-либо причине зимовать в тундре, долбит копытом наст. Вот принюхался, фыркнул, ноги его нетерпеливо-быстро — хлоп-хлоп!.. Придавил. Подбирает губами что-то, хрумкает…
Горностай скачет по сугробам подобно летучей змее. И вот ринулся в снег, нырнул, как в воду. Там внизу суета, возня. Скоро зверек снова на снегу, а в зубах — добыча…
Полярная сова (белая и зимой и летом!), мягко махая крыльями, пролетела — темная тень ее причудливо струится по снежным наметам, — пролетела и пала… Поднялась в воздух и в когтях что-то унесла…
Что? Догадаться нетрудно: названные хищники и один парнокопытный поживились леммингами.
Когда много леммингов, и сова сыта, к югу из приполярной тундры кочевать не спешит. Мало леммингов — нет от сов покоя весной и летом ни гусям, ни другим птицам. И охотник с ружьем, ожидающий много южнее перелетных уток, бывает, не выстрелит ни разу для завершения биологической цепи — она уже оборвана в северных краях, где из-под когтистых совиных лап летят печальные утиные перышки.
Такова роль леммингов: смертью своей возвышать жизнь.
Лемминги — небольшие грызуны: около полутора десятков их видов живут в тундрах и северных лесах, окаймляющих Арктику и Субарктику Старого и Нового Света.
…Тельце длиной с небольшую ладонь (лесные и болотные лемминги поменьше), с маленьким хвостиком. Желтоватые, ржавые, коричневые, черные пятна на шерстке. Один из леммингов — норвежский — так и зовется пеструшкой. Немногие из настоящих леммингов к зиме светлеют. Полностью этой весьма удачной природной маскировкой наделены только копытные лемминги. Они зимой белоснежные, пушистые. Кроме того, у них копыта! Конечно, не настоящие, а все же копыта: разросшиеся к зиме и раздвоенные на концах средние когти передних лап. Рыть таким «вооружением» и снег и мерзлую землю легче…
